专利名称：全自动遥控阀门的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种全自动遥控阀门，适用于盲板阀、隔断阀、插板阀等阀门。
目前，盲板阀、隔断阀、插板阀等阀门通常采用阀门电动装置(俗称电装或电动头)来驱动。在使用过程中发现如下问题(1)选配电动头困难，且须配合控制箱使用。(2)阀门开关位置信号采自电动头内的微动开关，不能直接反映阀门位置状态，信号有时不准确。并且微动开关使用寿命有限，会因锈蚀等原因造成失效。(3)电动头内过扭矩保护采用机械装置，使用一段时间后易失效，致使电机损坏或阀门损坏。(4)安装时调试困难，位置校准难度大。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、工作可靠，具有一键操作功能，能自动检测和显示阀门状态并提供过流和缺相保护的全自动遥控阀门。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案本实用新型包括有阀门主体，其特征在于它还包括有全自动数字控制器，全自动数字控制器由传感器、电流互感器，输入锁存器、模数转换器、单片机、输出锁存器、驱动及执行电路、按钮开关、按键检测及显示电路组成，传感器的一路输出经输入锁存器接单片机的输入端，传感器的另一路输出经模数转换器接单片机的输入端，电流互感器的输出经模数转换器接单片机的输入端，按钮开关接按键检测及显示电路的输入端，按键检测及显示电路与单片机相连接，单片机的一路输出经输出锁存器接驱动及执行电路的输入端；所述的传感器为松开传感器CGQ1、夹紧传感器CGQ2、开阀传感器CGQ3、关阀传感器CGQ4。
所述的传感器采用霍尔效应开关元件；松开传感器CGQ1由安装在前阀体上的松开传感器主体和安装在中阀体上的松开传感器磁棒组成；夹紧传感器CGQ2由安装在前阀体上夹紧传感器主体和安装在中阀体上的夹紧传感器磁棒组成；开阀传感器CGQ3由安装在后阀体上的开阀传感器主体和安装在阀板上的开阀传感器磁棒组成；关阀传感器CGQ4由安装在后阀体上的关阀传感器主体和安装在阀板上的开阀传感器磁棒组成。
本实用新型的有益效果是结构简单、工作可靠，能自动检测和显示阀门状态，具有一键操作功能，并能提供过流和缺相保护，使用寿命长。它不仅适用于盲板阀、隔断阀、插板阀，而且它的全自动数字控制器还适用于蝶阀、调节阀等阀门。
图1为本实用新型的阀门主体的主视图(盲板阀的结构示意图)。
图2为图1的左视图。
图3为本实用新型的全自动数字控制器的原理方块图。
图4-6为全自动数字控制器的电路原理图。
在图1、2中，1、开阀传感器CGQ3的开阀传感器主体，2、开阀传感器磁棒，3、关阀传感器CGQ4的关阀传感器主体，4、关阀传感器磁棒，5、前阀体，6、中阀体，7、松开传感器CGQ1的松开传感器主体，8、松开传感器磁棒，9、夹紧传感器CGQ2的夹紧传感器主体，10、夹紧传感器磁棒，11、夹紧电装(其中包括有松开夹紧电机M1)，12、翻板电装(其中包括有开阀关阀电机M2)，13、阀板，14、后阀体，15、伸缩节。
具体实施方式
由图1-6所示的实施例可知，它为一个盲板阀，它包括有阀门主体，其特征在于它还包括有全自动数字控制器，全自动数字控制器由传感器、电流互感器，输入锁存器、模数转换器、单片机、输出锁存器、驱动及执行电路、按钮开关、按键检测及显示电路组成，传感器的一路输出经输入锁存器接单片机的输入端，传感器的另一路输出经模数转换器接单片机的输入端，电流互感器的输出经模数转换器接单片机的输入端，按钮开关接按键检测及显示电路的输入端，按键检测及显示电路与单片机相连接，单片机的一路输出经输出锁存器接驱动及执行电路的输入端；所述的传感器为松开传感器CGQ1、夹紧传感器CGQ2、开阀传感器CGQ3、关阀传感器CGQ4。
本实施例的传感器采用霍尔效应开关元件；松开传感器CGQ1由安装在前阀体5上的松开传感器主体7和安装在中阀体6上的松开传感器磁棒8组成；夹紧传感器CGQ2由安装在前阀体5上夹紧传感器主体9和安装在中阀体6上的夹紧传感器磁棒10组成；开阀传感器CGQ3由安装在后阀体14上的开阀传感器主体1和安装在阀板13上的开阀传感器磁棒2组成；关阀传感器CGQ4由安装在后阀体14上的关阀传感器主体3和安装在阀板13上的开阀传感器磁棒4组成；传感器CGQ1-CGQ4的输出分别经插座CZ1接模数转换器IC2的1-4脚和输入锁存器IC4的2、4、6、8脚。
本实施例的电流互感器LH1-LH3分别与三相L1-L3穿心安装，在电流互感器LH1-LH3两端分别接有整流桥DQ1-DQ3，整流桥DQ1-DQ3的输出端分别经插座CZ1和各自的滤波电容C1、C2、C3及负载电阻R6、R7、R8接模数转换器IC2的26-28脚。
本实施例的输入锁存器由集成块IC4组成，其输出端3、5、7、9、12、14、16、18脚分别接单片机IC1的32-39脚，IC4的1脚及19脚分别接IC1的21脚和22脚。
本实施例的模数转换器由集成块IC2及其外围元件电阻R5、稳压二极管D1组成；IC2的输出端21、20、19、18、8、15、14、17脚分别接单片机IC1的32-39脚；IC2的23-25脚分别接单片机IC1的25-27脚，IC2的6脚和22脚接IC1的30脚，IC2的9脚接IC1的24脚，IC2的10脚接IC1的17脚。
本实施例的单片机由IC1及其外围元件晶体CY1、电容C5及C6组成，单片机IC1的输出端1-8脚接输出锁存器IC3的输入端3、4、7、8、13、14、17、18脚；IC1的12-15脚经插座CZ1及CZ2接按键检测及显示电路中的IC5的6-9脚。
本实施例的按钮开关由AN1-AN8组成，AN1-AN3为一键操作开关，并分别为开阀、关阀和停止按钮开关，AN4为阀门松开到位按钮开关，AN5为阀门夹紧到位按钮开关，AN6为开阀到位按钮开关，AN7为关阀到位按钮开关，AN8为停止按钮开关；AN1-AN8依次通过插座CZ2、IC5、CZ2、CZ1接单片机IC1的12-15脚。在图4中，SW1为单刀双掷转换开关。
本实施例的输出锁存器由集成块IC3及其外围元件电阻R1-R4组成，IC3的输出端2、6、12、16脚分别经电阻R1-R4至插座CZ1，再由插座CZ1分别接至驱动及执行电路中的晶体管BG1-BG4的基极；IC3的1脚及11脚分别接IC1的28脚和16脚。
本实施例的驱动及执行电路由晶体管BG1-BG4、继电器JD1-JD4、续流二极管D1-D4、接触器KM1-KM4、松开夹紧电机M1、开阀关阀电机M2组成；继电器JD1-JD4分别接在晶体管BG1-BG4的集电极电路中，BG1-BG4的发射极分别接地；接触器KM1的线圈与继电器JD2的常开触点串联后接在L1相和N线之间；接触器KM2的线圈与继电器JD1的常开触点串联后接在L1相和N线之间；接触器KM3的线圈与继电器JD4的常开触点串联后接在L1相和N线之间；接触器KM4的线圈与继电器JD3的常开触点串联后接在L1相和N线之间；接触器KM1和KM2控制松开夹紧电机M1的正反转；接触器KM3和KM4控制开阀并阀电机M2的正反转。
本实施例的按键检测及显示电路由集成块IC5及其外围元件电阻R21-R28、电阻RS1-RS8、电阻R32和R35、电容C33、数码显示管DIG1-DIG4组成；IC5的输出端接数码显示管DIG1-DIG4的输入端。
本实用新型的工作原理如下首先接通全自动数字控制器的电源，单片机IC1运行内部程序，检查四个传感器CGQ1-CGQ4是否连接。若有任何一个没有连接，按键检测及显示电路均显示出错信息，并禁止按钮操作。若四个传感器连接正常，则对四个传感器的状态进行检测，判断阀门所处的状态，并将阀门状态(松开、夹紧、开阀、关阀)显示在数码显示管上，并检测是否有按钮按下，若没有则进行下一个循环；若有按钮按下，则根据阀门状态分析是否需要发出动作命令；不需要则程序返回；若需要则发出相应的动作命令，使电机通电，阀门运动。当阀门运动到位时，传感器变换信号，单片机IC1检测到信号变化时发出停机命令，电机失电，阀门停止动作。
下面通过举例具体说明阀门的工作过程一、一键操作功能键AN1-AN3的工作过程(以开阀按钮开关AN1为例)在阀门处于关闭状态时(如图1所示的状态，此时阀门处于关阀到位和夹紧到位)，当按下AN1时，单片机IC1经判断后发出指令使BG2导通，接触器KM1的线圈得电，其常开触点接通松开夹紧电机M1的电源，M1得电正转带动中阀体6及伸缩节15移动，开始松开阀门，此时夹紧传感器主体9和夹紧传感器磁棒10相互离开，之后松开传感器主体7与其磁棒8靠近而给出“松开到位信号”，单片机IC1接到此信号后，发出指令使BG2截止，KM1释放，M1停止运转；接着单片机IC1再发出指令使BG4导通，继电器JD4工作，接触器KM3工作，开阀关阀电机M2接通电源正转，阀板13开始走板，当开阀传感器主体1与其磁棒2靠近时，给出“开阀到位信号”，单片机IC1接到此信号后发出指令使BG4截止，JD4释放，KM3也释放，M2停止运转；之后单片机IC1再次发出指令使BG1导通，继电器JD1工作，接触器KM2的线圈得电工作而接通M1的电源，M1反转带动中阀体6及伸缩节15移动使夹紧阀门，当夹紧传感器主体9和其磁棒10靠近时，发出“夹紧到位信号”，单片机IC1收到此信号后发出指令使BG1截止，JD1释放，KM2也释放，M1停止运转，开阀的全过程完成。
二、单一功能操作键AN4-AN8的工作过程举例假如阀门状态为关阀到位和松开到位，此时按下阀门松开到位按钮开关AN4，单片机IC1检测到该按钮开关发出的信号为要求将阀门松开的信号，而此时阀门状态已处在松开到位状态(松开传感器CGQ1的松开传感器主体7与其磁棒8的靠近)，单片机IC1就不会发出动作命令。若这时按动阀门夹紧到位按钮开关AN5，单片机IC1检测到这一信号时，立即发出夹紧指令，该指令经锁存器IC3锁存后使BG1导通，继电器JD1工作，接通接触器KM2的电源，从而使松开夹紧电机M1反转，带动中阀体6及伸缩节15移动使阀门夹紧，当阀门夹紧到位时，夹紧传感器CGQ2的夹紧传感器主体9与其磁棒10靠近，而发出夹紧到位信号，单片机IC1收到这一信号后发出指令使BG1截止，JD1释放，KM2断开M1的电源，M1停止运转。
在上述松开夹紧电机M1运转过程中，电流互感器LH1、LH2、LH3将分别感应出三相电流信号，并分别经整流桥DQ1、DQ2、DQ3整流和C2、C3、C4滤波，并分别由R6、R7、R8将电流信号转换成电压信号，再经模数转换器IC2输送给单片机IC1，单片机IC1分析三相电流数据判断是否有过流或缺相产生。若有则发出停机命令，使松开夹紧电机M1停止运转，并在数码显示管上显示错误信息。
权利要求1.一种全自动遥控阀门，它包括有阀门主体，其特征在于它还包括有全自动数字控制器，全自动数字控制器由传感器、电流互感器，输入锁存器、模数转换器、单片机、输出锁存器、驱动及执行电路、按钮开关、按键检测及显示电路组成，传感器的一路输出经输入锁存器接单片机的输入端，传感器的另一路输出经模数转换器接单片机的输入端，电流互感器的输出经模数转换器接单片机的输入端，按钮开关接按键检测及显示电路的输入端，按键检测及显示电路与单片机相连接，单片机的一路输出经输出锁存器接驱动及执行电路的输入端；所述的传感器为松开传感器CGQ1、夹紧传感器CGQ2、开阀传感器CGQ3、关阀传感器CGQ4。
2.根据权利要求1所述的全自动遥控阀门，其特征在于所述的传感器采用霍尔效应开关元件；松开传感器CGQ1由安装在前阀体(5)上的松开传感器主体(7)和安装在中阀体(6)上的松开传感器磁棒(8)组成；夹紧传感器CGQ2由安装在前阀体(5)上夹紧传感器主体(9)和安装在中阀体(6)上的夹紧传感器磁棒(10)组成；开阀传感器CGQ3由安装在后阀体(14)上的开阀传感器主体(1)和安装在阀板(13)上的开阀传感器磁棒(2)组成；关阀传感器CGQ4由安装在后阀体(14)上的关阀传感器主体(3)和安装在阀板(13)上的开阀传感器磁棒(4)组成；传感器CGQ1-CGQ4的输出分别经插座CZ1接模数转换器IC2的1-4脚和输入锁存器IC4的2、4、6、8脚。
3.根据权利要求1所述的全自动遥控阀门，其特征在于电流互感器LH1-LH3分别与三相L1-L3穿心安装，在电流互感器LH1-LH3两端分别接有整流桥DQ1-DQ3，整流桥DQ1-DQ3的输出端分别经插座CZ1和各自的滤波电容C1、C2、C3及负载电阻R6、R7、R8接模数转换器IC2的26-28脚。
4.根据权利要求1所述的全自动遥控阀门，其特征在于输入锁存器由集成块IC4组成，其输出端3、5、7、9、12、14、16、18脚分别接单片机IC1的32-39脚，IC4的1脚及19脚分别接IC1的21脚和22脚。
5.根据权利要求4所述的全自动遥控阀门，其特征在于模数转换器由集成块IC2及其外围元件电阻R5、稳压二极管D1组成；IC2的输出端21、20、19、18、8、15、14、17脚分别接单片机IC1的32-39脚；IC2的23-25脚分别接单片机IC1的25-27脚，IC2的6脚和22脚接IC1的30脚，IC2的9脚接IC1的24脚，IC2的10脚接IC1的17脚。
6.根据权利要求5所述的全自动遥控阀门，其特征在于单片机由IC1及其外围元件晶体CY1、电容C5及C6组成，单片机IC1的输出端1-8脚接输出锁存器IC3的输入端3、4、7、8、13、14、17、18脚；IC1的12-15脚经插座CZ1及CZ2接按键检测及显示电路中的IC5的6-9脚。
7.根据权利要求6所述的全自动遥控阀门，其特征在于按钮开关由AN1-AN8组成，AN1-AN3为一键操作开关，并分别为开阀、关阀和停止按钮开关，AN4为阀门松开到位按钮开关，AN5为阀门夹紧到位按钮开关，AN6为开阀到位按钮开关，AN7为关阀到位按钮开关，AN8为停止按钮开关；AN1-AN8依次通过插座CZ2、IC5、CZ2、CZ1接单片机IC1的12-15脚。
8.根据权利要求7所述的全自动遥控阀门，其特征在于输出锁存器由集成块IC3及其外围元件电阻R1-R4组成，IC3的输出端2、6、12、16脚分别经电阻R1-R4至插座CZ1，再由插座CZ1分别接至驱动及执行电路中的晶体管BG1-BG4的基极；IC3的1脚及11脚分别接IC1的28脚和16脚。
9.根据权利要求8所述的全自动遥控阀门，其特征在于驱动及执行电路由晶体管BG1-BG4、继电器JD1-JD4、续流二极管D1-D4、接触器KM1-KM4、松开夹紧电机M1、开阀关阀电机M2组成；继电器JD1-JD4分别接在晶体管BG1-BG4的集电极电路中，BG1-BG4的发射极分别接地；接触器KM1的线圈与继电器JD2的常开触点串联后接在L1相和N线之间；接触器KM2的线圈与继电器JD1的常开触点串联后接在L1相和N线之间；接触器KM3的线圈与继电器JD4的常开触点串联后接在L1相和N线之间；接触器KM4的线圈与继电器JD3的常开触点串联后接在L1相和N线之间；接触器KM1和KM2控制松开夹紧电机M1的正反转；接触器KM3和KM4控制开阀并阀电机M2的正反转。
10.根据权利要求9所述的全自动遥控阀门，其特征在于按键检测及显示电路由集成块IC5及其外围元件电阻R21-R28、电阻RS1-RS8、电阻R32和R35、电容C33、数码显示管DIG1-DIG4组成；IC5的输出端接数码显示管DIG1-DIG4的输入端。
专利摘要本实用新型涉及一种全自动遥控阀门，它包括有阀门主体，其特征在于它还包括有全自动数字控制器，全自动数字控制器由传感器、电流互感器，输入锁存器、模数转换器、单片机、输出锁存器、驱动及执行电路、按钮开关、按键检测及显示电路组成，传感器的一路输出经输入锁存器接单片机的输入端，传感器的另一路输出经模数转换器接单片机的输入端，电流互感器的输出经模数转换器接单片机的输入端，按钮开关接按键检测及显示电路的输入端，按键检测及显示电路与单片机相连接。单片机的一路输出经输出锁存器接驱动及执行电路的输入端。本实用新型的有益效果是结构简单，工作可靠，能自动检测和显示阀门状态，具有一键操作功能，并能提供过流和缺相保护，使用寿命长。
文档编号G05B15/02GK2720494SQ200420016728
公开日2005年8月24日 申请日期2004年9月3日 优先权日2004年9月3日
发明者魏明义, 朱光源 申请人:石家庄三环阀门股份有限公司